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分段复合镐型截齿结构改进及强度分析

分段复合镐型截齿结构改进及强度分析

作者：朱继伟辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

截齿是采煤机滚筒上起到剥落煤岩作用的工具。由于采掘工作面环境较为恶劣,而且煤岩的构成相对复杂,截齿的截割过程同时受到很多随机因素的影响,致使截齿工作时容易失效,导致每年消耗量很大。据统计国内生产的截齿综采消耗率一般在30把... 详细信息

截齿是采煤机滚筒上起到剥落煤岩作用的工具。由于采掘工作面环境较为恶劣,而且煤岩的构成相对复杂,截齿的截割过程同时受到很多随机因素的影响,致使截齿工作时容易失效,导致每年消耗量很大。据统计国内生产的截齿综采消耗率一般在30把／万吨左右;进口截齿在20把／万吨左右。为了提高截齿的使用寿命及经济性,文章借鉴有关经验,以现有理论为依托,在现有采煤机镐型截齿的基础上改进了一种采用分段形式结合的新型镐型截齿。改进的目的在于寻求一种即有镶铸截齿的高耐磨性,又有锻造截齿好的抗冲击性能的新型截齿。通过理论公式初步确定该型号截齿采用分段式结合时重要结构参数,工艺上拟采用镶铸和过盈配合相结合的方式进行生产加工;然后在Solidworks软件中建立三维模型,并应用有限元软件Workbench对改进后的分段复合截齿进行不同工况下的静强度分析和疲劳分析;在能进行实物试验之前进行计算机模拟计算。不同工况静强度分析结果显示,分段复合改进后镐型截齿分段连接处应力、应变值较小;通过对疲劳强度计算明显看到,分段复合处截齿的疲劳寿命及安全系数较大,疲劳损伤较小;这就表明在其他部位出现磨损、断裂、脱落等失效前分段复合处不会发生强度上的失效。这说明分段复合镐型截齿在理论和强度上是可行的。

关键词：分段镐型截齿结构改进有限元分析强度分析疲劳分析

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基于高光谱数据的地表水化学需氧量反演

光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 997-1004页

作者：王雪映刘适搏朱继伟马婷婷中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 长春长光格瑞光电技术有限公司吉林长春130102 吉林省水文水资源局吉林长春130022

化学需氧量(COD)是地表水质量评价的重要指标。传统的COD检测方法存在需使用有毒试剂、易造成二次污染等缺点,高光谱法可避免上述缺点,在COD检测方面有着广阔的应用前景。为了探索在室内利用高光谱技术反演地表水COD浓度的可行性方法,... 详细信息

化学需氧量(COD)是地表水质量评价的重要指标。传统的COD检测方法存在需使用有毒试剂、易造成二次污染等缺点,高光谱法可避免上述缺点,在COD检测方面有着广阔的应用前景。为了探索在室内利用高光谱技术反演地表水COD浓度的可行性方法,以吉林省内流域的129个地表水样本为研究对象,将样本集以3∶1划分为训练集和测试集,使用高光谱成像系统收集样本的DN值并计算相应的水体光谱反射率,采用导数法进行数据预处理,通过Pearson相关性分析判断光谱数据与COD浓度实测值间的相关程度并提取特征谱数据。利用全谱数据和特征谱数据分别建立基于粒子群算法优化的最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)反演模型,通过决定系数R^(2)、均方差RMSE和相对偏差RPD分析比较这几种模型的预测精度和可靠性。研究结果表明:经过导数法预处理后,地表水COD浓度与光谱反射率的相关性明显增强;利用导数光谱数据建模的预测结果优于用原始光谱数据建模的预测结果;提取特征谱数据所建立的模型比利用全谱数据建立的模型有更好的预测效果。其中采用一阶导数预处理方法并利用特征谱建立的地表水COD浓度反演模型预测结果最好,验证集决定系数R^(2)=0.8567,均方差RMSE=3.8229,相对偏差RPD=2.6414。以上研究初步证实了在室内基于高光谱数据对地表水COD浓度进行反演的可行性,为高光谱技术用于地表水COD检测提供了新的方法和思路。

关键词：高光谱化学需氧量导数法最小二乘支持向量机粒子群算法

羽毛蛋白阻燃体系在环氧树脂中的作用与机理研究

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羽毛蛋白阻燃体系在环氧树脂中的作用与机理研究

作者：朱继伟沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

环氧树脂是一类需求量较大的聚合物材料。因其自身优异的性能,被广泛应用于诸多领域,由于在其应用领域对安全性有较高的要求,同时环氧树脂又是一种易燃材料,发生火灾时极易燃烧造成人员伤亡和财产损失。因此,对环氧树脂的阻燃处理是十... 详细信息

环氧树脂是一类需求量较大的聚合物材料。因其自身优异的性能,被广泛应用于诸多领域,由于在其应用领域对安全性有较高的要求,同时环氧树脂又是一种易燃材料,发生火灾时极易燃烧造成人员伤亡和财产损失。因此,对环氧树脂的阻燃处理是十分必要的,使用阻燃剂对材料进行阻燃处理,是一种经济有效、可行性高的办法。羽毛蛋白是一种绿色环保、经济型的阻燃剂,在环氧树脂中的应用及相关研究比较鲜有。本文以鸡羽毛为原料制备了羽毛角蛋白阻燃剂,将其与DOPO构建羽毛蛋白阻燃体系阻燃环氧树脂。使用极限氧指数法、水平燃烧测试、热重分析、锥形量热法等方法对所制备环氧树脂进行测试,并根据测试结果进行分析。研究结果表明:羽毛蛋白阻燃剂的使用可以降低环氧树脂的热释放速率、总热释放等参数,且呈现降幅随着添加量增加而增加的规律。当添加量为环氧树脂质量的20%时,HRR峰值较前下降了43.4%,但材料拉伸性能下降了42.7%。羽毛蛋白与DOPO复配阻燃环氧树脂时,在添加量为环氧树脂质量的20%条件下,热释放速率最多下降了61.7%。阻燃机理分析如下:羽毛蛋白主要为气相稀释,DOPO主要为固相阻燃机理,也有气相自由基淬灭机理,两者协同发挥作用有较好的阻燃效果。

关键词：环氧树脂羽毛蛋白 DOPO 阻燃机理

超声波震荡法及润湿性增强法对单晶硅阶梯光栅闪耀面粗糙度的影响

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光学学报 2014年第3期34卷 45-51页

作者：焦庆斌巴音贺希格谭鑫李艳茹朱继伟吴娜中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

单晶硅阶梯光栅闪耀面表面粗糙度会引起入射光的散射形成杂散光，为获得低杂散光的阶梯光栅槽形，减小单晶硅阶梯光栅闪耀面表面粗糙度显得尤为重要。在单晶硅湿法刻蚀工艺中，阶梯光栅闪耀面表面粗糙度较大的原因是反应生成的氢气易在... 详细信息

单晶硅阶梯光栅闪耀面表面粗糙度会引起入射光的散射形成杂散光，为获得低杂散光的阶梯光栅槽形，减小单晶硅阶梯光栅闪耀面表面粗糙度显得尤为重要。在单晶硅湿法刻蚀工艺中，阶梯光栅闪耀面表面粗糙度较大的原因是反应生成的氢气易在硅片表面停留，形成虚掩模，阻碍反应的进一步进行。基于超声波空化作用及异丙醇（IPA）增加单晶硅表面润湿性的原理，在单晶硅湿法刻蚀制作阶梯光栅工艺过程中分别利用超声波震荡法及润湿性增强法对所制阶梯光栅闪耀面表面粗糙度进行改善。利用超声波震荡法所制阶梯光栅闪耀面表面粗糙度小于15nm，利用润湿性增强法所制阶梯光栅闪耀面表面粗糙度小于7nm。同时施以超声波震荡法和润湿性增强法，在异丙醇质量分数范围为5％～20％，超声波频率为100kHz，功率范围为30～50W时，所制阶梯光栅闪耀面表面粗糙度小于2nm，而且当异丙醇质量分数为20％、超声波频率为100kHz以及超声波功率为50W时，所制中阶梯光栅闪耀面表面粗糙度达到1nm。实验结果表明，同时施以超声波震荡法及润湿性增强法，并优化实验参数可以制备更低粗糙度的阶梯光栅。

关键词：光栅湿法刻蚀表面粗糙度超声波震荡润湿性增强

用于曲面光栅刻蚀的工作台轨迹拟合及测试误差分析

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光学精密工程 2018年第3期26卷 588-596页

作者：沈晨谭鑫朱继伟张伟齐向东中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

制作高闪耀角一致性的曲面闪耀光栅需要工作台能够进行曲线拟合运动,因此针对曲面闪耀光栅离子束刻蚀机三维工作台的控制算法开展研究。首先,介绍了曲面闪耀光栅离子束刻蚀机三维工作台的原理方案。接着,根据曲面刻蚀机的实际使用要求,... 详细信息

制作高闪耀角一致性的曲面闪耀光栅需要工作台能够进行曲线拟合运动,因此针对曲面闪耀光栅离子束刻蚀机三维工作台的控制算法开展研究。首先,介绍了曲面闪耀光栅离子束刻蚀机三维工作台的原理方案。接着,根据曲面刻蚀机的实际使用要求,给出了工作台运动轨迹的理论计算方法。然后,提出了一种适用于工作台的圆弧拟合算法,实现了工作台所需的曲线拟合运动。最后,在多组工作参数下开展了三维工作台运动轨迹的测量实验,并将理想轨迹与实测轨迹进行了对比。实验结果表明:工作台进行15个周期的直线拟合运动的累积定位误差小于0.218mm,角度误差小于0.02°;进行40个周期的曲线拟合运动的累积定位误差小于0.2mm,转角误差在-0.2°~0.1°。此方法实现了三维运动工作台扫描刻蚀与摆动刻蚀的功能,工作台的稳定性、精度、抗干扰能力满足设备使用要求。

关键词：衍射光栅曲面闪耀光栅光栅刻蚀三维工作台圆弧拟合算法轨迹误差

中阶梯光栅光谱仪快速设计与谱图分析的数学模型

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光学学报 2013年第10期33卷 271-277页

作者：陈少杰巴音贺希格潘明忠朱继伟宋莹齐向东唐玉国中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

由于中阶梯光栅光谱仪采用交叉色散的结构，在像面上呈现二维重叠光谱，光谱信息难以直接获取，所以使得光学系统设计与光谱信息处理较为繁琐。建立了一种基于边界限制的中阶梯光栅光谱仪快速设计与二维谱图的分析算法。讨论了中阶梯光... 详细信息

由于中阶梯光栅光谱仪采用交叉色散的结构，在像面上呈现二维重叠光谱，光谱信息难以直接获取，所以使得光学系统设计与光谱信息处理较为繁琐。建立了一种基于边界限制的中阶梯光栅光谱仪快速设计与二维谱图的分析算法。讨论了中阶梯光栅光谱仪各性能参数的相互制约关系，建立了系统指标、结构参数与二维谱图的计算模型。该算法能够根据给定的系统指标快速计算出系统参数，根据系统参数构建二维谱图模型，并根据谱图模型评估结果对参数进行修正，提供中阶梯光栅光谱仪的快速设计与谱图分析方法。利用该数学模型设计了一台波段范围为200～900nm，在200nm处的分辨率为25000的中阶梯光栅光谱仪，经初步测试，仪器满足系统指标要求。

关键词：光学设计中阶梯光栅光谱仪光谱标定交叉色散

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深基槽清淤验收方法的探讨

水运工程 2006年第11期 38-42页

作者：张伟朱继伟中交第四航务工程勘察设计院广东广州510230 广州港集团有限公司广东广州510700

通过对华南某工程深基槽清淤工作存在的难度和采取的相应措施,对深基槽清淤验收方法进行探讨,并通过对沉箱的沉降位移观测资料的分析,提出深基槽清淤更合理的验收方法。

关键词：深基槽清淤沉箱

基于谱图还原的中阶梯光栅光谱仪有效波长提取算法

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光谱学与光谱分析 2015年第3期35卷 850-855页

作者：尹禄巴音贺希格崔继承杨晋朱继伟姚雪峰中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

中阶梯光栅光谱仪具有高色散、高分辨率、宽波段、全谱瞬态直读等诸多优点,是先进光谱仪器的代表之一。在中阶梯光栅光谱仪民用化、商品化的发展趋势之下,其二维谱图图像处理的地位越来越重要。目前,国内一般先利用质心提取算法计算光... 详细信息

中阶梯光栅光谱仪具有高色散、高分辨率、宽波段、全谱瞬态直读等诸多优点,是先进光谱仪器的代表之一。在中阶梯光栅光谱仪民用化、商品化的发展趋势之下,其二维谱图图像处理的地位越来越重要。目前,国内一般先利用质心提取算法计算光斑质心再结合谱图还原算法计算有效波长,但这种方法难以达到较为理想的要求。为了提升运算速度、波长提取精度以及成像误差补偿能力,提出了基于谱图还原的有效波长提取算法。利用谱图还原算法,将探测器拍摄的二维谱图转换为一维图,通过改进的直方图双峰法选取阈值对一维图降噪,实现了二维谱图中全部有效(x,y)点对应波长的一次性提取。先将二维谱图转换为一维图进行图像处理,使算法在提升运算速度的基础上提取精度也得到了改善,还可以对一定范围内的成像误差进行补偿。采用标准汞灯作为待测光源开展了中阶梯光栅光谱仪成像实验,并使用该算法进行数据处理。实验结果表明,不仅能够自动补偿光谱仪0.05μm(两个像元)以内的成像偏差,而且能在精确提取有效波长的基础上大幅提升运算速度,波长误差小于0.02 nm,满足中阶梯光栅光谱仪图像处理的要求。

关键词：中阶梯光栅光谱仪谱图还原有效波长提取阈值去噪

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基于多项式拟合的中阶梯光栅光谱仪谱图还原

光学精密工程 2020年第8期28卷 1627-1633页

作者：朱继伟孙慈杨晋马婷婷郭雪强张健长春长光格瑞光电技术有限公司吉林长春130102 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为了基于中阶梯光栅光谱仪特殊的二维原始光谱图像实现各波长与其强度信息的一一对应,进而得到可以直接读取所需波段或波长光信号强度信息的一维光谱曲线。对其原始光谱进行分析研究,通过获得接收像面上各波长光斑位置与探测器像元的精... 详细信息

为了基于中阶梯光栅光谱仪特殊的二维原始光谱图像实现各波长与其强度信息的一一对应,进而得到可以直接读取所需波段或波长光信号强度信息的一维光谱曲线。对其原始光谱进行分析研究,通过获得接收像面上各波长光斑位置与探测器像元的精确对应关系,实现谱图的还原处理。采用多项式拟合方法分别对中阶梯光栅光谱仪的棱镜色散方向和光栅色散方向上光斑的位置坐标进行拟合,建立起波长与像面之间的关系式,为减小光线追迹数量,同时采用级次间拟合的方式建立谱图还原模型。实验结果表明通过该方法,可实现快速、高精度的谱图还原模型建立,模型的计算误差最大为0.02392 mm,即谱图还原精度优于1个像元。该算法具有较强的灵活性和普适性,适用于各类中阶梯光栅光谱仪的谱图还原模型计算。

关键词：中阶梯光栅光谱仪谱图还原交叉色散多项式拟合光线追迹